Fenomena penurunan viskositas selama penyimpanan cat merupakan masalah umum, terutama setelah penyimpanan jangka panjang, viskositas cat menurun secara signifikan, yang memengaruhi kinerja konstruksi dan kualitas produk. Penurunan viskositas terkait dengan banyak faktor, seperti suhu, kelembaban, penguapan pelarut, degradasi polimer, dll., tetapi interaksi dengan pengental selulosa eter sangat penting.
1. Peran dasar eter selulosa
Eter selulosa merupakan bahan pengental umum yang banyak digunakan dalam cat berbasis air. Fungsi utamanya meliputi:
Efek pengentalan: Selulosa eter dapat membentuk struktur jaringan tiga dimensi yang membengkak dengan menyerap air, sehingga meningkatkan viskositas sistem dan meningkatkan kinerja tixotropi dan konstruksi cat.
Efek stabilisasi suspensi: Selulosa eter dapat secara efektif mencegah sedimentasi partikel padat seperti pigmen dan bahan pengisi dalam cat dan menjaga keseragaman cat.
Sifat pembentuk film: Selulosa eter juga dapat memengaruhi sifat pembentuk film pada cat, membuat lapisan memiliki ketangguhan dan daya tahan tertentu.
Ada banyak jenis eter selulosa, termasuk metil selulosa (MC), hidroksi etil selulosa (HEC), hidroksipropil metil selulosa (HPMC), dll. Bahan-bahan ini memiliki kelarutan, kemampuan pengentalan, dan ketahanan penyimpanan yang berbeda dalam pelapis.
2. Alasan utama pengurangan viskositas
Selama penyimpanan pelapis, penurunan viskositas terutama disebabkan oleh alasan-alasan berikut:
(1) Degradasi eter selulosa
Efek pengentalan eter selulosa dalam pelapis bergantung pada ukuran berat molekul dan integritas struktur molekulnya. Selama penyimpanan, faktor-faktor seperti suhu, keasaman dan alkalinitas, serta mikroorganisme dapat menyebabkan degradasi eter selulosa. Misalnya, selama penyimpanan jangka panjang, komponen asam atau alkali dalam pelapis dapat menghidrolisis rantai molekul eter selulosa, mengurangi berat molekulnya, dan dengan demikian melemahkan efek pengentalannya, yang mengakibatkan penurunan viskositas.
(2) Penguapan pelarut dan migrasi kelembaban
Penguapan pelarut atau migrasi air dalam lapisan dapat memengaruhi tingkat kelarutan eter selulosa. Selama penyimpanan, sebagian air dapat menguap atau bermigrasi ke permukaan lapisan, sehingga distribusi air dalam lapisan menjadi tidak merata, sehingga memengaruhi tingkat pembengkakan eter selulosa dan menyebabkan penurunan viskositas di area setempat.
(3) Serangan mikroba
Pertumbuhan mikroba dapat terjadi pada lapisan jika lapisan tidak disimpan dengan benar atau bahan pengawet tidak lagi efektif. Mikroorganisme dapat menguraikan eter selulosa dan pengental organik lainnya, sehingga melemahkan efek pengentalan dan menyebabkan viskositas lapisan menurun. Pelapis berbahan dasar air, khususnya, merupakan lingkungan yang baik untuk pertumbuhan mikroba karena mengandung banyak air.
(4) Penuaan suhu tinggi
Dalam kondisi penyimpanan suhu tinggi, struktur fisik atau kimia rantai molekul eter selulosa dapat berubah. Misalnya, eter selulosa rentan terhadap oksidasi atau pirolisis pada suhu yang lebih tinggi, yang mengakibatkan melemahnya efek pengentalan. Suhu tinggi juga mempercepat penguapan pelarut dan penguapan air, yang selanjutnya memengaruhi stabilitas viskositas.
3. Metode untuk meningkatkan stabilitas penyimpanan pelapis
Untuk mengurangi penurunan viskositas selama penyimpanan dan memperpanjang masa penyimpanan lapisan, tindakan berikut dapat diambil:
(1) Memilih eter selulosa yang tepat
Berbagai jenis eter selulosa memiliki kinerja yang berbeda dalam hal stabilitas penyimpanan. Eter selulosa dengan berat molekul tinggi umumnya memiliki efek pengentalan yang lebih baik, tetapi stabilitas penyimpanannya relatif buruk, sedangkan eter selulosa dengan berat molekul lebih rendah mungkin memiliki kinerja penyimpanan yang lebih baik. Oleh karena itu, saat merancang formula, eter selulosa dengan stabilitas penyimpanan yang baik harus dipilih, atau eter selulosa harus dicampur dengan pengental lain untuk meningkatkan ketahanan penyimpanannya.
(2) Mengontrol pH lapisan
Keasaman dan alkalinitas sistem pelapis memiliki pengaruh penting terhadap stabilitas eter selulosa. Dalam desain formulasi, nilai pH pelapis harus dikontrol untuk menghindari lingkungan yang terlalu asam atau basa guna mengurangi degradasi eter selulosa. Pada saat yang sama, menambahkan pengatur pH atau penyangga dalam jumlah yang tepat dapat membantu menstabilkan pH sistem.
(3) Meningkatkan penggunaan bahan pengawet
Untuk mencegah erosi mikroba, sejumlah bahan pengawet yang sesuai harus ditambahkan ke lapisan. Bahan pengawet dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme, sehingga mencegah zat organik seperti selulosa eter terurai dan menjaga stabilitas lapisan. Bahan pengawet yang sesuai harus dipilih sesuai dengan formulasi lapisan dan lingkungan penyimpanan, dan efektivitasnya harus diperiksa secara berkala.
(4) Mengontrol lingkungan penyimpanan
Suhu penyimpanan dan kelembapan lapisan memiliki dampak langsung pada stabilitas viskositas. Lapisan harus disimpan di lingkungan yang kering dan dingin, hindari kondisi suhu tinggi dan kelembapan tinggi untuk mengurangi penguapan pelarut dan degradasi eter selulosa. Selain itu, kemasan yang tertutup rapat dapat secara efektif mengurangi migrasi dan penguapan air serta menunda penurunan viskositas.
4. Faktor lain yang mempengaruhi viskositas
Selain eter selulosa, komponen lain dalam sistem pelapis juga dapat memengaruhi perubahan viskositas. Misalnya, jenis dan konsentrasi pigmen, laju penguapan pelarut, dan kompatibilitas pengental atau pendispersi lain dapat memengaruhi stabilitas viskositas pelapis. Oleh karena itu, desain keseluruhan formula pelapis dan interaksi antar komponen juga merupakan poin penting yang perlu diperhatikan.
Penurunan viskositas selama penyimpanan pelapis terkait erat dengan faktor-faktor seperti degradasi eter selulosa, penguapan pelarut, dan migrasi air. Untuk meningkatkan stabilitas penyimpanan pelapis, varietas eter selulosa yang tepat harus dipilih, pH pelapis harus dikontrol, tindakan anti-korosi harus diperkuat, dan lingkungan penyimpanan harus dioptimalkan. Melalui desain formula yang wajar dan manajemen penyimpanan yang baik, masalah penurunan viskositas selama penyimpanan pelapis dapat dikurangi secara efektif, dan kinerja produk serta daya saing pasar dapat ditingkatkan.
Waktu posting: 27-Sep-2024